電氣控制與plc結(jié)課論文

1、電氣控制與PLC 結(jié) 課 論 文目錄1.可編程序控制器（PLC）31.1 PLC的產(chǎn)生31.2 PLC的基本特點31.3 PLC的主要功能31.4 PLC的硬件組成31.5 PLC的工作原理41.6 PLC的編程基礎(chǔ)42.S7-200介紹42.1 S7-200的編程原件42.2 S7-200的編程語言42.3 S7-200的基本指令43.基于S7-200的交通信號燈設(shè)計53.1實驗原理53.2實驗方案53.3實驗流程53.4實驗步驟63.4.1實驗準備63.4.2實驗接線原理及功能圖63.4.3實驗仿真73.4.4實驗代碼83.4.5程序調(diào)試133.4.6實物連接143.5結(jié)果分析143.6實

2、驗總結(jié)144.課程總結(jié)141.可編程序控制器（PLC）1.1 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器簡稱PC，在它發(fā)展的初期，主要用來取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)，即用于開關(guān)量的邏輯控制系統(tǒng)，因此，可編程序控制器也成可編程序邏輯控制器，簡稱PLC。 1969年，DEC公司研制成功第一臺PLC，型號為PDP-14，1971年，日本從美國引進了這項技術(shù)由日立公司研制出第一臺PLC，型號為DSC-8,1973-1974年，法國和德國也相繼研制出了自己的PLC。1974年，我國開始引進，研制，1977年開始工業(yè)應(yīng)用，但僅僅是初步認識與消化階段。1.2 PLC的基本特點 當今，PLC之所以得到迅速發(fā)展，是由于它具備了

3、許多獨特的優(yōu)點，能較好的解決工業(yè)控制領(lǐng)域普遍關(guān)心的可靠，抗干擾，安全，靈活，方便及經(jīng)濟等問題，PLC的主要特點如下：（一） 可靠性極高，抗干擾能力很強 （二） 編程簡單，使用方便（三） 功能齊全，通用性強，靈活性好（四） 設(shè)計安裝容易，維護工作量?。ㄎ澹?體積小，耗能低，便于機電一體化（六） 聯(lián)網(wǎng)方便，便于系統(tǒng)集成，性價比高1.3 PLC的主要功能 隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它與3C技術(shù)逐漸融為一體，PLC已從原先的小規(guī)模的單機開關(guān)量控制，發(fā)展到包括過程控制，運動控制等場合的所有控制領(lǐng)域，能組成工廠自動化的PLC綜合控制系統(tǒng)，PLC的主要功能有，開關(guān)量邏輯控制，模擬量控制，數(shù)字量控制機器人控制

4、，分布式控制系統(tǒng)，監(jiān)控功能等其他功能。1.4 PLC的硬件組成從廣義上講，PLC是一種特殊的工業(yè)控制計算機，只不過比一般的計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言。所以PLC系統(tǒng)與微機控制系統(tǒng)十分相似。 PLC的基本組成（最小系統(tǒng)）由以下四部分組成：（1）中央處理單元（CPU）（2）存儲器（RAM、ROM）（3）輸入輸出電源（I/0接口）（4）電源（開關(guān)式穩(wěn)壓電源）1.5 PLC的工作原理PLC采用了循環(huán)掃描的的工作方式，即在每一次循環(huán)掃描中采樣所有的輸入信號，隨后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行，最后把程序執(zhí)行結(jié)果輸出去控制現(xiàn)場的設(shè)備。 PLC在運行時，其內(nèi)部要進行一系列操作，大

5、致包括初始化處理、系統(tǒng)自診斷、通信與外設(shè)服務(wù)、采樣輸入信號、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新6個方面的內(nèi)容。1.6 PLC的編程基礎(chǔ) 目前各種類型的PLC，一般都同時具備兩種及兩種以上的編程語言，而且大多數(shù)PLC都同時具備和使用LAD語言和STL語言LAD與繼電器控制電路圖類似，容易掌握，各種PLC均將其作為第一語言。STL又稱助記符語言或指令表語言，容易記憶和掌握，比梯形圖語言更能編制復(fù)雜的，功能多的程序。 2.S7-200介紹2.1 S7-200的編程原件 PLC在其系統(tǒng)軟件的管理下，講將用戶程序存儲器劃分出若干個區(qū)，并賦予這些區(qū)不同的功能，分別稱為輸入繼電器（I），輸出繼電器（Q），輔助繼電器（M

6、），變量寄存器（V），定時器(T)，計數(shù)器（C），數(shù)據(jù)寄存器等。在PLC內(nèi)部，并不真正存在這些實際的物理器件，與其對應(yīng)的只是存儲器中的某些存儲單元。2.2 S7-200的編程語言 PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應(yīng)編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語言通常有梯形圖，指令表，順序功能流程圖和功能塊圖等。2.3 S7-200的基本指令在S7-200中，位邏輯指令是最為重要的，它是其他所有指令應(yīng)用的基礎(chǔ)。位邏輯指令包括標準觸點指令，輸出指令，置位和復(fù)位指令，立即觸點指令，立即輸出指令，立即置位和立即復(fù)位指令，邏輯堆棧指令，上升沿檢測指令和下降沿檢測指令，非指令，置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令和復(fù)位

7、優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令以及空操作指令。 定時器是PLC中最常見的原件之一，用以實現(xiàn)時間的控制。 計數(shù)器利用輸入脈沖上升沿累計脈沖個數(shù)，在實際應(yīng)用中用來對產(chǎn)品進行計數(shù)或完成復(fù)雜的邏輯控制任務(wù)。3.基于S7-200的交通信號燈設(shè)計3.1實驗原理 PLC采用周期性循環(huán)掃描的工作方式，對每一個周期按照要求進行按部就班的做完全相同的工作，從始至終進行五個過程：內(nèi)部處理，通信操作，輸入處理，程序執(zhí)行，輸出處理。3.2實驗方案通過PLC與計算機的通信連接，模擬十字路口紅綠燈的交通燈，方案如下： 當按下起動按鈕，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮，當按下停止按鈕時，所有信號燈都熄滅。 南北紅綠燈亮7

8、.5S，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持5S，到5S時，東西綠燈熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈閃亮，并維持2.5S，到2.5S時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持6.5S，南北綠燈亮維持4S，然后熄滅，同時南北黃燈閃亮，維持2.5S后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。檢修參數(shù)通信連接3.3實驗流程 硬件軟件根據(jù)控制要求分配I/O設(shè)計繪制接線原理圖設(shè)計順序功能圖梯形圖程序程序輸入與調(diào)試3.4實驗步驟3.4.1實驗準備S7-200CPU224一臺，PC/PPI編程電纜，裝有STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件的計算機一臺，電源線，細

9、電線，螺絲刀，尖嘴鉗。3.4.2實驗接線原理及功能圖 PLC系統(tǒng)接線原理圖 實現(xiàn)功能圖3.4.3實驗仿真線纜接好之后，與計算機通信連接，將程序輸入編譯之后，下載進PLC運行3.4.4實驗代碼將程序模塊化的設(shè)計進行梯形圖繪制，代碼如下：手動起動觸電建立BEGINNetwork 1 LD SM0.1O I0.0S S0.0, 1手動關(guān)閉狀態(tài)建立Network 2 LD I0.1O M0.0AN I0.0= M0.0初始步開始（起動時，轉(zhuǎn)換至南北紅與東西綠）Network 3 LSCR S0.0Network 4 LD I0.0SCRT S0.1SCRT S0.4SCRT S0.7SCRT S1.1

10、Network 5 SCRE南北紅開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北綠Network 6 LSCR S0.1Network 7 LD T37SCRT S0.2Network 8 SCRE南北綠開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北黃Network 9 LSCR S0.2Network 10 LD T38SCRT S0.3Network 11 SCRE南北人行道紅燈開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北人行道綠Network 12 LSCR S0.7Network 13 LD T43SCRT S1.0Network 14 SCRE東西綠開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西黃Network 15 LSCR S0.4Network 16 LD T4

11、0SCRT S0.5Network 17 SCRE東西黃開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西紅Network 18 LSCR S0.5Network 19 LD T41SCRT S0.6Network 20 SCRE東西人行道綠燈開始，延時結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西紅Network 21 / 東西綠燈LSCR S1.1Network 22 LD T45SCRT S1.2Network 23 SCRE南北黃與南北人行道綠以及東西紅與東西人行道紅延時同時閉合時若手動停止，則初始化若未停止，則轉(zhuǎn)換到南北紅與東西綠Network 24 LD T39A T44A T46A T42LPSA M0.0S S0.0, 1LRDAN

12、M0.0S S0.1, 1S S0.4, 1S S0.7, 1S S1.1, 1LPPR S0.3, 1R S0.6, 1R S1.0, 1R S1.2, 1南北紅7.5S綠4S黃2.5S延時Network 25 LD S0.1= Q0.0TON T37, 75Network 26 LD S0.2= Q0.1TON T38, 40Network 27 LD S0.3TON T39, 25AN SM0.5= Q0.2東西綠5S黃2.5S紅6.5S延時Network 28 LD S0.4= Q0.4TON T40, 50Network 29 LD S0.5TON T41, 25A SM0.5= Q

13、0.5Network 30 LD S0.6TON T42, 65= Q0.3南北人行道紅7.5S綠6.5S延時Network 31 LD S0.7= Q0.6TON T43, 75Network 32 LD S1.0= Q0.7TON T44, 6東西人行道綠7.5S紅6.5S延時Network 33 LD S1.1= Q1.0TON T45, 75Network 34 LD S1.2= Q1.1TON T46, 653.4.5程序調(diào)試將生成好的代碼進行編譯，直到錯誤為0，將程序下載至PLC觀察對應(yīng)觸點的模擬情況，直到與預(yù)想情況相符。3.4.6實物連接 3.5結(jié)果分析測試過程中遇到了燈的常亮不

14、滅，常閃不滅，無法置位等問題，都在經(jīng)過多次反復(fù)的調(diào)試與接線，達到了預(yù)想中的效果，成功的讓各個模擬觸點相對應(yīng)的燈的亮滅與方案中時間與步進過程相吻合。3.6實驗總結(jié) 經(jīng)過這為期一個多星期的學習與練習，已經(jīng)初步掌握了PLCS7-200的使用方法，實踐是檢驗真理的唯一標準，學習之后才發(fā)現(xiàn)，實驗的成果并不是最重要的，最重要的是在學習的過程中掌握這門技術(shù)的思想，只要掌握了思想，融會貫通其余的內(nèi)容就顯得并不困難，其次就是，在掌握的同時，鍛煉自己的品行，學會耐心與粗心，把自己浮躁的心沉淀下來，能夠認認真真去完成一項對自己具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。4.結(jié)課總結(jié) PLC的設(shè)計尤其是對于程序的編寫總的來說就是一個反復(fù)試驗的過程，每完成一個子程序就試驗其能否達到預(yù)期的目的，若沒有達到，就根據(jù)軟件的能量流動態(tài)圖與硬件的直觀反映找出問題之所在，直到成功為止，然后繼續(xù)進行下一個子程序的檢測與